東工大,複数の金属からなる電子化物を発見

東京工業大学の研究グループは,電子化物のコンセプトをさらに拡張すべく,金属元素から構成される金属間化合物を対象に,結晶構造と電子分布の関係を検討して,電子化物とみなせる物質群の発見と,それらがアンモニア合成触媒や超伝導という物性の発現につながることを見出した(ニュースリリース)。

研究グループは,2003年,12CaO・7Al2OV3(C12A7セメントの構成成分)を使って,室温・空気中で安定なエレクトライドの合成に初めて成功。アニオンを電子に置き換えたことに起因する低仕事関数だが化学的に安定というユニークな物性を報告してきた。2011年には電子化物ガラスを,2013年にはアニオン電子が層間に存在する2次元電子化物Ca2Nを報告するなど,電子化物の物質科学の新領域を開拓してきた。

今回,Mn5Si3型をもつ新金属間化合物Nb5Ir3を合成。これは,結晶構造中にNb原子から構成される1次元化チャネルがあり,その中にアニオン電子も存在する電子化物であることが分かった。この物質は,超伝導を示すTc(臨界温度)は9.4Kだった。電子化物の超伝導体は,2007年にC12A7:eで見出されており,今回が2例目となる。

電子化物は,有機系で見出され,無機物,単純金属,そして今回,金属間化合物へと広がった。今後,さらに新しいコンセプトの電子化物が発見され,学術のフロンティアの拡大とともに応用に繋がる新物性が見出されることが期待されるとしている。

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